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专利名称：一种城市污泥改良盐碱土的试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种改良盐碱土的试验装置，具体涉及ー种城市污泥改良盐碱土的试验装置。
背景技术：
土壤盐碱化是当今世界上最难解决的土地退化问题之一，大面积的盐碱土和次生盐碱化土壤已经对农、林业生产，生态环境造成了 严重的�：�。对盐碱地生态系统进行综合整治，使其得以恢复与重建是提高区域生产力、改善生态环境的迫切要求，是土地资源可持续利用和经济发展的关键。国内外治理盐碱土的历史由来已久，传统的盐碱土改良方法主要有物理改良，化学改良、生物改良以及物理-化学-生物相结合的综合改良方法。近年来，城市污水处理厂剩余污泥因其富含大量植物生长的必须营养元素，可提高土壤交换性能的钙离子，高分子土壤结构改良物质腐植酸等土壌化学改良物质，以及有益微生物菌群等生物改良物质，而被看作是ー种盐碱土复合改良剂。尽管污泥用于盐碱土改良可实现其资源化利用，但是污泥中存在的重金属、病原微生物，有毒有害有机物给污泥的土地利用带来了一定的风险。此外，污泥中含有丰富的N、P、有机质等各种养分，部分可随水在土壤中迁移，进而污染地下水，尤其是有机态的氮可经过硝化作用形成硝态氮对地下水造成污染。因此在将污泥作为盐碱土改良剂时，有必要通过试验确定这一过程的改良效果和环境效应。目前研究改良土壤养分含量和有害物质影响的主要方法为盆栽试验、田间实验、及土柱淋洗试验。盆栽试验无法研究改良层以下土壌的性状变化和污泥改良对地下水造成的影响。田间试验往往不具备良好的试验条件和管理条件，需要花费大量的人力物力。土柱淋洗试验不具备模拟地下水返盐的装置而无法较准确地判断改良效果。由于盐碱土形成的主要原因是高盐地下水在蒸发量较高的情况下随水向上运动，造成地表盐分累积，因此，设计开发ー种可以在实验室就能模拟地下水的返盐运动来全面系统地研究剩余污泥改良盐碱化土壌的效果及其环境效应的装置显得尤为重要。

发明内容
本发明的目的是提供ー种城市污泥改良盐碱土的试验装置，以解决目前实地研究盐碱土的改良养分含量和有害物质影响的方法中存在不具备良好的试验条件和管理条件，无法准确地判断盐碱土改良后的效果，同时现有改良盐碱土的试验中需要消耗大量的人力物力的问题。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是所述试验装置包括支架、多格框架体、隔板、多格水槽和遮光套，所述多格框架体、隔板、多格水槽和支架从上到下依次并列设置，所述支架水平设置，隔板铺垫在多格框架体和多格水槽之间，多格框架体为立体多层框架，多格框架体的横截面为矩形，每层框架由呈网格设置的多个框格组成，多个框格固定连接制为一体，所述多格框架体中每个框格的侧壁上均加工有ー个取样孔，所述遮光套套装在多格框架体、隔板和多格水槽所组成的整体上。
本发明包含的有益效果是—、本发明中多格框架体为立体多层框架，土壌按照从下至上的顺序装进装置中，立体多层框架的顶层框格中放置改良土层，以城市污水污泥为改良剂，可进行不同使用量、不同改良时间和改良方式的试验研究；ニ、多格水槽的设置是模拟含盐量较高的地下水，用于对多格框架体内的土壤进行供水，多格水槽内的水量通过自然蒸发的动力向上迁移，使淋溶或自然降水携帯的有害物质向下迁移，从而研究污泥改良对地下水的影响；三、取样孔的设置是利用取样管通过取样孔进行土壤取样，每个框格的侧壁上均加工有取样孔的目的是为了通过每个取样孔的取样可混合为ー个土壤样本，使试验人员得到ー个全方位的土样样本，从而利用四分法对土壤样本各项指标进行分析以达到准确研究污泥中有害物质向下迁移和盐分的向上迁移的过程；四、遮光套的设置是为了模拟土壌下面的黑暗条件，有利于得到准确的试验结 果;五、本发明需要放置于室外，远离交通要道和固定污染源，在自然降水和蒸发条件下研究污泥改良土壌的可行性，本发明的装置是能够模拟地下水返盐运动来城市污泥改良盐碱土的试验装置，克服单纯淋洗柱实验中对返盐运动的忽略，可对城市污泥改良盐碱土的可行性进行较为全面的研究，包括表土改良效果，对植物的影响、有害物质在土壌中的累积和迁移以及对地下水的影响，水盐运动等，本发明结构简单，易于操作，制作成本低廉，节省大量的人力物力，可根据具体改良土壌的性质、地下水性质调节装置规模，通过本发明可准确有效研究盐碱土改良过程。


图I是本发明的主视结构示意图，图2是本发明的立体结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式所述试验装置包括支架I、多格框架体2、隔板3、多格水槽4和遮光套5，所述多格框架体2、隔板3、多格水槽4和支架I从上到下依次并列设置，所述支架I水平设置，隔板3铺垫在多格框架体2和多格水槽4之间，多格框架体2为立体多层框架，多格框架体2的横截面为矩形，每层框架6由呈网格设置的多个框格7组成，多个框格7固定连接制为一体，所述多格框架体2中每个框格7的侧壁上均加工有ー个取样孔8，所述遮光套5套装在多格框架体2、隔板3和多格水槽4所组成的整体上。本实施方式中支架I为铁质支架,市场可售产品；多个框架体的顶层放置土壌后的表层可种植改良植物配合进行盐碱土改良或种植诊断植物以研究污泥投加对地表作物的影响和判断土壤污染；本实施方式采用城市污泥(含水率80% )为改良剂对盐碱土进行改良，依次投放体积比为10%、30%、50%的污泥，并设置原土对照区；立体多层框架顶层以下的框架层为研究污泥改良对深层土壤影响的区域，根据具体的环境和改良土壤改良区域地下水埋深度来确定多格框架体2的层数，多格水槽4的格数是根据具体实验时多格框架体2中每层框架6的框格数量来确定的，即多格水槽4的格数是每层框架6的框格格数的两倍即可；參照图I可知，每层框架6的框格格数为4个，即多格水槽4的格数为8个，当经实验确定改良区域地下水埋深为Im吋，多格框架体2的层数为5层，每层框格侧壁的高度为20cm，这样设计以满足与地下水埋深一致，已达到模拟地下土壤环境的目的；所述遮光套5可借助绳索或其他工具固定在多格框架体2上。
具体实施方式
ニ 结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述多格水槽4由多个第一水槽格4-1和多个第二水槽格4-2组成，多个第一水槽格4-1与多个第二水槽格4-2位于同一平面上，第二水槽格4-2与第一水槽格4-1相邻设置，每个第二水槽格4-2与其对应的第一水槽格4-1之间的侧壁上加工有多个通孔9，第二水槽格4-2与第一水槽格4-1通过多个通孔9连通，每个第一水槽格4-1的顶面上安装有进水阀10，每个第二水槽格4-2的底面上安装有出水阀11，多个第二水槽格4-2对与其相邻的多个框格7供水。这样设置的多格水槽4可更有效地实现本发明目的。进水阀10和出水阀11的设置是为了补充和排出水量，以维持多格水槽内的供水平衡。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述隔板3为开孔板，开孔板上的开孔率为40% 60%。这样设置的隔板使水分的滲透良好，有利于更好 的实现发明目的。其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四结合图I说明本实施方式,本实施方式中每个框格7侧壁的高度为15 25cm，每个框格7侧壁的长度及宽度均为35 45cm。根据具体的环境来选取框格7侧壁的高度、长度和宽度的数值。其它组成及连接关系与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述取样孔8的直径为2 4cm。这个数值范围内的取样孔8方便取样管进行取样。其它组成及连接关系与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述多格框架体2为有机玻璃板、PVC板或木板制成的多格框架体。这些材料市场易购，取材方便，利用上述材料制作出的多格框架体实用性强，有利于提高本发明的稳定性和牢固性。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、ニ、四或五相同。
具体实施方式
七结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述试验装置还包括多个胶塞12，每个取样孔8上塞紧ー个胶塞12。多个胶塞12的设置是为了通过取样管将士样从取样孔8中取出后，即可将一个胶塞12塞紧到取样孔上，以避免更多的空气进入及多格框架体2内的物质泄漏而影响试验效果。其它组成及连接关系与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
八结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式中所述试验装置还包括尼龙网层13，所述尼龙网层13覆盖在隔板3的上表面上，所述尼龙网层13的网格数目为50 70。这个范围内的网格数目可有效地防止土壤较多漏入水中，使发明效果更好。其它组成及连接关系与具体实施方式
七相同。结合具体实施方式
一、ニ、三、四、五、六、七和八说明本发明的工作过程首先根据实际情况确定改良区域地下水埋藏深度，比如改良区域地下水埋深为Im吋，依据此深度具体设定多格框架体2的层数为5层，然后将支架I水平放置在地面上，将多格水槽4放置在支架I上，铺垫好隔板3后，从待改良盐碱土试验区域纵向取土，再将士样从下到上逐层放入多格框架体2的框格7中，设定多格框架体2的框格格数为4个，其中顶层框架层为改良土层，采用城市污泥(含水率80%)为改良剂对盐碱土进行改良，也可在顶层框格的土壌中种植改良植物配合进行盐碱土改良或种植诊断植物，则改良层可研究不同污泥投放量对改良效果的影响，即改良土层中4个框格可分别为污泥投放量为10%、30% 50% (体积比)及原土对照，改良土层(顶层框架层)以下的4个框架层为研究污泥改良对深层土壤影响的区域，调整多格水槽4的进水阀10和出水阀11， 对本试验装置进行模拟地下水供给，再将遮光套5套装在多格框架体2、隔板3和多格水槽4所组成的整体上，经过设定好的时间段，打开遮光套5通过取样孔进行土样取样并进行下一步分析。
权利要求
1.一种城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述试验装置包括支架(I)、多格框架体(2)、隔板(3)、多格水槽(4)和遮光套(5)，所述多格框架体(2)、隔板(3)、多格水槽⑷和支架⑴从上到下依次并列设置，所述支架⑴水平设置，隔板⑶铺垫在多格框架体(2)和多格水槽(4)之间，多格框架体(2)为立体多层框架，多格框架体(2)的横截面为矩形，每层框架￠)由呈网格设置的多个框格(7)组成，多个框格(7)固定连接制为一体，所述多格框架体(2)中每个框格(7)的侧壁上均加工有一个取样孔(8)，所述遮光套(5)套装在多格框架体(2)、隔板(3)和多格水槽(4)所组成的整体上。
2.根据权利要求I所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述多格水槽(4)由多个第一水槽格(4-1)和多个第二水槽格(4-2)组成，多个第一水槽格(4-1)与多个第二水槽格(4-2)位于同一平面上，第二水槽格(4-2)与第一水槽格(4-1)相邻设置，每个第二水槽格(4-2)与其对应的第一水槽格(4-1)之间的侧壁上加工有多个通孔(9)，第二水槽格(4-2)与第一水槽格(4-1)通过多个通孔(9)连通，每个第一水槽格(4-1)的顶面上安装有进水阀(10)，每个第二水槽格(4-2)的底面上安装有出水阀(11)，多个第二水槽格(4-2)对与其相邻的多个框格(7)供水。
3.根据权利要求I或2所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述隔板⑶为开孔板，开孔板上的开孔率为40% 60%。
4.根据权利要求3所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于每个框格(7)侧壁的高度为15 25cm，每个框格(7)侧壁的长度及宽度均为35 45cm。
5.根据权利要求4所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述取样孔(8)的直径为2 4cm。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述多格框架体(2)为有机玻璃板、PVC板或木板制成的多格框架体。
7.根据权利要求6所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述试验装置还包括多个胶塞(12)，每个取样孔(8)上塞紧一个胶塞(12)。
8.根据权利要求7所述的城市污泥改良盐碱土的试验装置，其特征在于所述试验装置还包括尼龙网层(13)，所述尼龙网层(13)覆盖在隔板(3)的上表面上，所述尼龙网层(13)的网格数目为50 70。
全文摘要
一种城市污泥改良盐碱土的试验装置，它涉及一种改良盐碱土的试验装置。本发明的目的是为了解决目前实地研究盐碱土的改良养分含量和有害物质影响的方法中存在不具备良好的试验条件和管理条件，无法准确地判断盐碱土改良后的效果，同时现有改良盐碱土的试验中需要消耗大量的人力物力的问题。所述多格框架体、隔板、多格水槽和支架从上到下依次并列设置，支架水平设置，隔板铺垫在多格框架体和多格水槽之间，多格框架体为立体多层框架，每层框架由呈网格设置的多个框格组成，多个框格固定连接制为一体，多格框架体中每个框格的侧壁上均有一取样孔，遮光套套装在多格框架体、隔板和多格水槽所组成的整体上。本发明用于城市污泥改良盐碱土的试验中。
文档编号G01N33/24GK102759610SQ20121027348
公开日2012年10月31日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者孟繁宇, 王琨, 赵庆良 申请人:哈尔滨工业大学